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IMMUNOHISOCHEMICAL STUDY OF BRCA1, BRCA2, AND POLY (ADP-RIBOSE) POLYMERASE-1 IN OVARIAN TUMORS

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IMMUNOHISOCHEMICAL STUDY OF BRCA1, BRCA2, AND POLY (ADP-RIBOSE) POLYMERASE-1 IN OVARIAN TUMORS

Se-Kyung Choi, MD 1 , Tae-Il Cho, MD 1 , Tae-Jin Lee, MD 2

1

Department of Obstetrics and Gynecology, Sungae Hospital;

2

Department of Pathology, Chung-Ang University College of Medicine, Seoul, Korea

Objective

BRCA1 and BRCA2 are putative tumor suppressor gene responsible for hereditary ovarian cancer syndrome. Both BRCA1 and BRCA2 are involved in maintaining genome integrity in DNA repair. In the complex DNA repair related proteins such as poly (ADP-ribose) polymerase-1 (PARP1) have been less studied in ovarian cancer. The aim of our work is to analysis the protein expression of BRCA1, BRCA2 and PARP1 in ovarian tumors including benign, borderline, malignant tumors.

Methods

We selected 10 cases of normal tissue, 24 cases of borderline tumors, 40 cases of benign tumors, and 52 cases of carcinomas in ovary. Immunohistochemistry for BRCA1, BRCA2, and PARP1 was performed on paraffi n sections.

Results

Negative expression of BRCA1 and BRCA2 was found in 12.5% and 22.5% of benign tumors, 25.0% and 33.3% of borderline tumors, and 36.5% and 40.4% of carcinomas, respectively. Expression of PARP1 was detected in 22.5% of benign tumors, 58.3% of borderline tumors, and 69.2% of carcinomas. Negative expression of BRCA1 with BRCA2 correlated with the expression of PARP1.

Conclusion

Negative expression of BRCA1 with BRCA2 and PARP1 expression may play an important role in the development of ovarian tumor.

Keywords: BRCA1; BRCA2; PARP1; Ovarian tumor

Received: 2011. 5.30. Revised: 2011.10.18. Accepted: 2011.10.20.

Corresponding author: Tae-Jin Lee, MD

Department of Pathology, Chung-Ang University College of Medicine, 224-1 Heukseok-dong, Dongjak-gu, Seoul 156-756, Korea

Tel: +82-2-6299-2757 Fax: +82-2-6293-5630 E-mail: taejlee@cau.ac.kr

Th is is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (http://creativecommons.org/licenses/

by-nc/3.0/) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.

Copyright © 2012. Korean Society of Obstetrics and Gynecology

난소암은 부인암 중 가장 치명적인 암으로 구미와 마찬가지로 우리

나라에서도 발생률이 점차 증가하고 있는 양상을 보이고 있다. 자궁경 부암이나 자궁내막암과 같은 주요 부인암은 선별검사에 의하여 조기 발견이 가능해 졌지만 난소암의 경우에는 적절한 선별 방법이 조기진 단방법이나 위험인자를 파악할 수 있는 방법을 개발하는 것이 난소암 을 예방하거나 생존율을 향상시키는데 중요하다고 할 수 있다.

난소암이 어떤 가계에서 집단적으로 발생한다는 사실이 오래 전부터 관찰되어 난소암과 가족력 간에 밀접한 관계가 있음이 알려져 왔으며 유전성 난소암 중에서도 유방암/난소암 증후군에 관한 연구가 가장 활 발히 이루어져 왔고, BRCA 유전자의 발견에 의하여 이러한 연구는 더 욱 가속화 되었다[1].

BRCA1과 BRCA2는 종양억제유전자로 유방암의 5% 정도에서 가 족성 돌연변이가 관찰되며[2], 비유전성 난소종양에서도 BRCA1과 BRCA2의 이형접합성소실(loss of heterozygosity) [3]과 BRCA1 단백 발현의 감소가 관찰되었다는 보고[4]가 있으나 연구 결과는 비교적 드

물다. 종양억제유전자로서 BRCA의 역할은 세포분열 동안 염색체의 구 조적 혹은 수적 안정성을 유지하는 것으로[5], BRCA1은 단백질 복합

http://dx.doi.org/10.5468/KJOG.2012.55.1.8

pISSN 2233-5188 · eISSN 2233-5196

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Se-Kyung Choi, et al. Expression of BRCA1, BRCA2, and PARP1 in ovary

체를 형성함으로써 DNA 이중사슬 절단(double strand breaks)을 감지 하고 상동재조합(homologous recombination)에 의하여 파괴를 복구 하는 분자를 모으며[6], BRCA2는 상동재조합을 유도하는 반응에 특이 한 매개체로서의 역할을 한다[7]. 기능적인 BRCA1과 BRCA2가 없으면 계속적인 돌연변이와 유전체 불안정성(genomic instability)이 발생하게 되는데[8], BRCA와 연관성있는 암의 유전체 불안정성 모델에서 세포 주기 검사점(check point)의 소실과 염색체 불안정성이 종양발생과정 에서 관찰되었다[9]. 이와 같이 주요 DNA 복구 경로의 하나인 상동 재 조합 과정 중에서 BRCA1과 BRCA2는 필수적인 요소이며, poly (ADP- ribose) polymerase-1 (PARP1)에 의하여 유발된 대체 경로의 비상동 성 말단 연결은 부적합한 DNA 수복 경로로써 결과적으로 돌연변이를 유발하게 된다[10].

최근 PARP 억제제가 BRCA1과 BRCA2 결함 세포에 세포독성 효과 가 있다는 것이 알려지면서 임상적인 활용이 흥미를 끌고 있다[11].

PARP1과 PARP2는 염기 절제 수복 기전에 의하여 DNA 병변의 수복을 증진시키고, BRCA1과 BRCA2 결함 세포에서는 가장 확실한 DNA 이 중사슬 절단에 대한 수복 과정인 완전한 상동 재조합 능력이 부족하기 때문에 PARP 억제는 고도의 유전체 불안정성과 세포사를 유발시킨다 [12].

유전적 이상이 있는 종양의 치료 약제로서 PARP 억제제의 발전은 BRCA 부족 세포와 같은 DNA 이중사슬 절단 수복 능력이 부족한 세포 에 대한 이해에 근거하고 있으며[13], BRCA1과 BRCA2 결함의 경향이 있는 삼중음성 유방암과 유전성 난소암에서 PARP억제제의 사용이 시 도되고 있다[14]. 하지만 현재까지 PARP에 대한 종양 조직에서의 발현 에 대한 연구는 거의 없는 상황이다.

이에 본 연구에서는 난소의 정상 조직과 양성, 경계성 및 악성 종양 에서 BRCA1과 BRCA2 및 PARP1의 단백 발현을 면역조직화학적으로 관찰하고 이들 단백 발현의 연관성도 동시에 관찰해 보고자 한다.

연구대상 및 방법

1. 연구대상

중앙대학교병원에서 수술받은 환자 중 장액암종 39예, 점액암종 13 예, 경계성 점액성 종양 12예, 경계성 장액성 종양 12예, 점액낭샘종 20예, 장액낭샘종 20예와 대조군으로 종양이 없는 난소 조직 20예를 대상으로, 이들 환자의 파라핀 포매 조직을 이용하였다.

2. 연구방법

파라핀 포매 조직을 4 μm 두께로 박절하고 자일렌으로 탈 파라 핀 과정을 거친 후(5분간 3회) 무수 알코올, 90%, 75% 및 50% 에탄 올에 각각 2분씩 처리하여 함수시켰다. 그 후 내인성 과산화 효소의 활성을 억제하기 위해 0.3% hydrogen peroxide-methanol에 10분 간 처리 후 증류수로 세척한 다음 50 mM Tris 완충용액(tris-buffered saline, TBS, pH 7.5)으로 수세 후 비특이성 반응을 제거하기 위해 30

분간 염소혈청으로 처리하고, 여분의 용액을 제거한 다음 일차항체 인 BRCA1 (Bioworld Technology, Louis Park, MN, USA)과 BRCA2 (Bioworld Technology)는 1:50, PARP1 (Epitomics, Burlingame, CA, USA)은 1:25로 희석하여 실온에서 2시간 작용시켰다. 일차항체 반 응 후 TBS로 5분간 3회 수세한 다음 biotin이 부착된 이차항체(Lab Vision, Fremont, CA, USA)에 20분간 작용 후, 통상적인 avidin-biotin complex법으로 염색하였다. 발색제는 3-amino-9-ethylcarbazole를 사용하고 Mayer’s hematoxylin으로 대조염색 하였다.

BRCA1과 BRCA2 염색의 판독은 핵에 염색된 정도가 정상 난소표피 상피나 간질세포와 유사한 염색 강도를 보이는 세포를 양성 세포로 간 주하였고, 양성 세포가 전체 종양세포의 10% 미만이면 음성, 10-30%

이면 +, 30-50%면 ++, 50% 이상이면 +++로 판독하였다. PARP1은 전체 종양 세포의 10% 이상에서 핵에 진한 갈색으로 염색이 되면 양성 으로 판정하였다.

Window용 SPSS ver. 12.0 (SPSS Inc., Chicago, IL, USA) 통계 프로그 램을 이용하여 Pearson chi-square test와 correlation test를 실시하여, P값이 0.05 이하일 때를 통계학적으로 유의성이 있는 것으로 하였다.

결 과

BRCA1은 정상 대조군인 난소표피상피(ovarian surface epithelium) 와 간질세포의 핵에서 단백 발현이 관찰되었으며, 양성 종양 40예 중 5예인 12.5%에서 단백 발현 음성이 관찰되었다. 조직학적 유형별로 각 각 20예의 장액낭샘종과 점액낭샘종 중 3 예(15.0%)와 2예(10.0%)에 서 단백 발현 음성이 관찰되었고, 각각 12예의 장액과 점액 경계성 종 양 중 장액성의 4예(33.3%)와 점액성의 2예(16.7%)에서 단백 발현 음 성이 관찰되었다. 암종의 경우는 총 52예 중 19예인 36.5%에서 단백 발현 음성이 관찰되었는데, 조직학적 유형별로 장액암 39예 중 15예인 38.5%와 점액암 13예 중 4예인 30.8%에서 단백 발현 음성이 관찰되 었다(Table 1, Fig. 1).

BRCA2도 BRCA1과 동일하게 정상 난소표피상피와 간질세포에서 발현이 관찰되었으며, 양성 종양 40예 중 22.5%에서 단백 발현 음성이 관찰되었고, 조직학적 유형별로 보면 장액샘낭종의 5예(25%)와 점액샘 낭종의 4예(20%)에서 단백 발현 음성이 관찰되었다. 각각 12예씩의 경 계성 종양의 경우는 장액종양의 5예(41.7%), 점액종양의 3예(25.0%)에 서 단백 발현 음성이 관찰되어 총 24예의 경계성 종양 중 8예인 33.3%

에서 단백 발현 음성이 관찰되었다. 암종의 경우는 장액암 39예 중 16 예인 41.0%에서, 점액암 13예 중 5예인 38.5%에서 단백 발현 음성이 관찰되어 암종 52예 중 21예인 40.4%에서 단백 발현 음성이 관찰되었 다(Table 1, Fig. 2). BRCA1과 BRCA2은 양성 종양, 경계성 종양, 악성 종양으로 병변이 진행함에 따라 통계학적으로 의미있게 단백 발현 음 성의 빈도가 증가하는 소견을 나타냈다(P = 0.001, P = 0.006) (Table 1).

또한 조직학적 유형별로 관찰하였을 때 BRCA1과 BRCA2는 양성과 경 계성 및 악성 종양 모두에서 점액성에 비하여 장액성 종양에서 단백 발

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현 음성의 빈도가 높았다.

PARP1은 정상 난소표피상피와 간질세포에서는 발현이 관찰되지 않았고, 양성 종양 40예 중 9예인 22.5%에서 단백 발현이 관찰되었 으며 조직학적 유형별로 보면 장액낭샘종의 20.0%와 점액낭샘종의 25.0%에서 발현이 관찰되었다. 경계성 종양에서는 총 24예 중 14예인 58.3%에서 단백 발현이 관찰되었고, 장액 경계성 종양의 50.0%, 점액 경계성 종양의 66.7%에서 발현이 관찰되었다. 암종에서는 총 52예 중 36예인 69.2%에서 단백 발현이 관찰되었고 조직학적 유형별로 관찰 해 보면 장액암의 74.4%, 점액암의 53.8%에서 단백 발현이 관찰되었다 (Fig. 3). PARP1의 경우는 병변이 악성 종양으로 진행하면서 통계학적으 로 유의하게 발현 빈도가 증가하는 양상을 보였다(P = 0.001) (Table 1).

BRCA1과 BRCA2 및 PARP1단백 발현의 상호 연관성을 분석하여 보았을 때 BRCA1 단백 발현이 음성인 30예 중에서 BRCA2도 동시 에 단백 발현 음성을 보인 예가 22예인 73.3%였으며, BRCA1 단백 발 현 양성인 96예 중 BRCA2 단백 발현 양성으로 관찰되는 예가 80예인 83.3%였다. BRCA1과 BRCA2가 각각 단백 발현 음성을 보이는 경우에

PARP1은 각각 93.3%와 92.1%에서 단백 발현이 양성으로 관찰되었으 며 통계학적인 유의성이 있었다(P<0.05) (Table 2).

고 찰

난소의 종양화에 관여하는 유전자 중에서 염색체 17q12-21과 13q12-13에 위치하는 BRCA1과 BRCA2 유전자의 배선돌연변이는 가 족성 난소/유방암의 90%에서 관찰되는 가장 중요한 요인으로 알려져 있다[15]. 인간의 BRCA1 유전자는 1863 아미노산(220 Kda)의 핵단백 을 암호화하고 있는 반면 BRCA2 단백은 3418 아미노산으로 구성되 어 있으며, 두 단백은 DNA 손상에 대한 세포 반응과 유전자 안정성을 유지하는 데 중요한 역할을 한다[16]. BRCA1 조절유전자 생성물은 세 포주기조절과 DNA 수복에 직간접적으로 작용하며, 특히 종양 억제 유 전자로서 BRCA1 관련 종양화에 대한 연구가 계속 진행되어 왔다. 이 들 연구에서 BRCA1은 DNA 손상 수복, G2-M 세포주기 검사점, 중심

Fig. 1. Immunohistochemistry for BRCA1 in ovary (A) positive cells in normal ovarian surface epithelium and stromal cells, (B) positive cells in serous adenoma, (C) positive cells in serous borderline tumor, and (D) positive cells in serous carcinoma (×400).

A B

C D

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Se-Kyung Choi, et al. Expression of BRCA1, BRCA2, and PARP1 in ovary

체 복제 등에 관여함으로써 유전자 안정성의 유지에 필수적인 유전자 로 알려졌다[5]. BRCA 배선돌연변이와 연관성있는 난소암은 비유전적 암보다 증식능이 의미있게 높다고 하며[17], 이들 유전자의 체세포 돌 연변이도 난소암의 발생에 관여한다고 알려져 있다[18]. 유전성 난소암 과 비유전성 난소암 사이에 BRCA1과 BRCA2의 유전자 발현 측면에서 는 유사하며[19], 적어도 진단 초기에는 난소암의 생존율에 BRCA 배 선 돌연변이가 영향을 미친다고 한다[20]. 비유전성 난소암에서 BRCA 유전자의 역할은 적은 것으로 알려져 있으며 난소 상피세포 종양에서

이형접합성소실은 BRCA1이 23-44%, BRCA2가 25-40% 정도로 보 고되었고[21], BRCA1/2 유전자의 체세포돌연변이는 매우 드물지만 체 세포 불활성은 흔한 것으로 보고되고 있다[3].

본 연구에서 BRCA1과 BRCA2는 정상 대조군인 난소표피상피와 간 질세포의 핵에서 단백 발현이 모두 관찰되었다. BRCA1의 경우는 장 액낭샘종과 점액낭샘종을 포함한 양성 종양 40예 중 5예인 12.5%에 서 단백 발현 음성이 관찰되었고, 경계성 종양 24예 중 6예인 25.0%에 서 단백 발현 음성이 관찰되었으며, 암종 52예 중 36.5%에서 단백 발

Table 1. Protein expression of BRCA1, BRCA2, and poly (ADP‐ribose) polymerase 1 (PARP1) in ovarian tumours

Variables n BRCA1 BRCA2 PARP1

+ ++ ++++ ++ ++++

Normal 20 0 (0) 2 (10.0) 3 (15.0) 15 (75.0) 0 (0) 3 (15.0) 3 (15.0) 14 (70.0) 10 (100) 0 (0)

20 (100) 20 (100)

Benign cystadenomas

a

40 5 (12.5) 3 (7.5) 4 (10.0) 28 (70.0) 9 (22.5) 2 (5.0) 3 (7.5) 26 (6.5) 31 (77.5) 9 (22.5)

35 (87.5) 31 (77.5)

Serous 20 3 (15.0) 1 (5.0) 2 (10.0) 14 (70.0) 5 (25.0) 1 (5.0) 1 (5.0) 13 (65.0) 16 (80.0) 4 (20.0)

17 (87.5) 15 (75.0)

Mucinous 20 2 (10.0) 2 (10.0) 2 (10.0) 14 (70.0) 4 (20.0) 1 (5.0) 2 (10.0) 13 (65.0) 15 (75.0) 5 (25.0)

18 (90.0) 16 (80.0)

Borderline tumors

a

24 6 (25.0) 4 (16.7) 6 (25.0) 8 (33.3) 8 (33.3) 3 (12.5) 5 (20.8) 8 (33.3) 10 (41.7) 14 (58.3)

18 (75.0) 16 (66.7)

Serous 12 4 (33.3) 3 (25.0) 3 (25.0) 2 (16.7) 5 (41.7) 3 (25.0) 2 (16.7) 2 (16.7) 6 (50.0) 6 (50.0)

8 (66.7) 7 (58.3)

Mucinous 12 2 (16.7) 1 (8.3) 3 (25.0) 6 (50.0) 3 (25.0) 0 (0) 3 (25.0) 6 (50.0) 4 (33.3) 8 (66.7)

10 (83.3) 9 (75.0)

Carcinomas

a

52 19 (36.5) 17 (32.7) 11 (21.2) 5 (9.6) 21 (40.4) 17 (32.7) 10 (19.2) 4 (7.7) 16 (30.8) 36 (69.2)

33 (63.5) 31 (59.6)

Serous 39 15 (38.5) 13 (33.3) 8 (20.5) 3 (7.7) 16 (41.0) 12 (30.7) 8 (20.5) 3 (7.7) 10 (25.6) 29 (74.4)

24 (61.5) 23 (59.0)

Mucinous 13 4 (30.8) 4 (30.8) 3 (23.0) 2 (15.4) 5 (38.5) 5 (38.5) 2 (15.4) 1 (7.7) 6 (46.2) 7 (53.8)

9 (69.2) 8 (61.5)

P-value

a

0.001 0.006 0.001

a

Correlation with protein expressions of benign cystadenomas, borderline tumors, and carcinomas excluding histologic type such as serous or mucinous.

Table 2. Correlation of protein expression of BRCA1, BRCA2, and poly (ADP‐ribose) polymerase 1 (PARP1) in ovary

Variables n BRCA1 BRCA2 PARP1

+++

BRCA1 ‐ 30 ‐ ‐ 22 (73.3) 8 (26.7) 2 (6.7) 28 (93.3)

+ 96 ‐ ‐ 16 (16.7) 80 (83.3) 65 (67.7) 31 (32.3)

P‐value 0.0001 0.0001

BRCA2 ‐ 38 22 (57.9) 16 (42.1) ‐ ‐ 3 (7.9) 35 (92.1)

+ 88 8 (9.1) 80 (90.9) ‐ ‐ 64 (72.7) 24 (27.3)

P‐value 0.0001 0.0001

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현 음성이 관찰되었다. BRCA2도 BRCA1과 유사한 양상으로 관찰되었 는데 양성 종양의 22.5%, 경계성 종양의 33.3%, 암종의 40.4%에서 단 백 발현 음성이 관찰되었다. 이전 연구자에서 Wang 등[4]은 BRCA1 단백 발현의 감소가 양성 종양의 16%, 경계성 종양의 38%, 악성 종양 의 72%에서 관찰되었다고 보고하였으며, 악성 종양의 경우 장액암종 의 70%, 점액암종의 50%, 자궁내막유사암종의 68%, 투명세포암종의 89%에서 단백 발현의 감소가 관찰되었다고 하였고, BRCA1의 발현과 암종의 조직학적 등급과 병기와는 연관성이 없어서 예후인자라기 보 다는 종양의 발생과 진행에 관여하는 것으로 보고되었다. 본 연구에서 는 악성 종양에서 BRCA1 단백 음성이36.5%로 이전 연구자에 비해 다 소 낮은 비율을 보여 암종에서 BRCA1에 대한 단백 발현의 검출율이 높게 관찰되었는데 이는 비교적 적은 수의 검체를 대상으로 한 점과 항 체나 면역조직화학염색 방법상의 문제도 있을 것으로 판단된다. 비유 전성 난소암에서 BRCA1에 대한 mRNA 발현과 메틸화의 이상 소견은 58.2%와 56.3% 정도로 보고 된 연구 결과도 있고[18], 36.4%의 이형 접합성소실의 빈도에도 불구하고 유전자 발현의 감소는 6.7% 정도라

고 보고한 연구 결과도 있어서[3] BRCA1발현 감소 빈도에 대한 연구 는 좀 더 이루어져야 한다고 생각된다. 본 연구와 이전 연구자들의 결 과를 종합하여 빈도의 차이는 있지만 BRCA1과 BRCA2의 단백 발현은 양성 종양과 경계성 종양 및 암종으로 병변이 진행함에 따라 의미있게 감소하는 양상을 나타낸다고 할 수 있고 이러한 소견으로 난소암의 발 생과 진행 과정에서도 BRCA1과 BRCA2가 관여하며 체세포 돌연변이 나 유전적 변이의 의하여 단백 발현의 감소가 종양화에 관여할 것으로 추정 할 수 있다.

PARP1은 정상적으로 DNA 복구와 유전자보전에 관련된 세포핵 내 단백으로 DNA 손상을 신호화하고 염기 절제 복구에 관여한다[22].

DNA 손상을 복구하는 특별하고 복잡한 체계 중에서 가장 즉각적이고 강력한 생화학적 반응이 핵단백의 PARP이며 이 반응은 PARP1에 의 하여 매개된다. DNA 손상인자에 의해 손상된 DNA로부터 생성된 DNA 사슬 절단은 PARP1을 활성화시키고, 이로 인한 poly (ADP-ribosyl) ation은 DNA 복제, DNA 손상 복구, 유전자 발현 및 세포자멸사 등의 각종 생리적 병태생리적 변화를 유발한다[23]. 그러나 심한 DNA 손

Fig. 2. Immunohistochemistry for BRCA2 in ovary (A) positive cells in normal ovarian surface epithelium and stromal cells, (B) positive cells in serous adenoma, (C) positive cells in serous borderline tumor, and (D) positive cells in serous carcinoma (×400).

A B

C D

(6)

Se-Kyung Choi, et al. Expression of BRCA1, BRCA2, and PARP1 in ovary

상을 동반한 몇몇 병리적 상황에서 과도한 PARP1의 활성은 세포내의 NAD+와 그 전구물질인 ATP를 소실시킴으로써 비가역적인 세포독성 과 세포사멸을 초래할 수 있다. 이러한 PAPR1의 과활성은 각종 장기의 염증성 재관류와 퇴행성 및 혈관질환에 대한 동물실험들에서 병태생리 에 주요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다[24]. DNA 이중사슬 절단과 같은 DNA 손상이 유발되었을 때 PARP1의 촉매 활성도가 10-500배 증가하고 결과적으로 긴 분지의 pADPr 사슬이 손상 후 15-30초 안에 만들어지며[25], pADPr의 형성은 DNA를 위한 PARP와 histone의 친화 력을 감소시키며 손상받은 DNA로부터 PARP1을 제거하는 기전을 생 성하게 된다[26]. 실험적으로 PARP1의 제거는 수복 단백의 접근을 용 이하게 하고 계속적으로 pADPr 합성을 억제한다고 한다[27]. 이와 같 이 DNA의 수복과 연관성 있는 PARP1에 대한 이해와 더불어 유전적 병변이 있는 종양의 치료제로서 PARP 억제제가 개발되고 있으며, 이것 은 BRCA 결함세포와 같은 DNA 이중사슬 절단의 복구에 장애가 있는 세포를 중심으로 이루어지고 있다. 실험적으로 BRCA1과 BRCA2 불활 성화 모델에서 PARP 억제제의 단일 약제 활성이 증명되기도 하였고,

결과적으로 이전에 AZD2281이라고 알려진 PARP1 억제제 olaparib는 임상 실험에서 BRCA1과 BRCA2 돌연변이 종양에 대한 단일 약제로 서의 가능성이 있는 것으로 평가되었다[28]. 또한, 최근 Fong 등[29]은 Platinum 근거 화학요법에 민감성이 있으며 BRCA1/2 돌연변이가 있는 난소종양에서 PARP1 억제제인 olaparib가 항암의 활성을 가진다는 연 구보고를 하기도 하였다. 삼중음성(에스트로겐 음성, 프로게스테론 음 성, ERBB2 음성) 유방암과 비유전성 난소암은 BRCA1과 BRCA2 결함 세포의 특성을 어느 정도 갖기 때문에 PARP 억제제의 사용에 대한 연 구가 진행되고 있다[14,30]. 하지만, PARP 억제제의 활용을 위해서는 PARP1 자체의 생물학적 특성에 대한 이해와 해결해야 할 문제가 남아 있다고 지적되고 있는데 그 중 하나가 정상과 종양세포에서 PARP1에 대한 연구가 요구된다는 것이다. 정상세포와 종양세포에서 PARP1 단 백의 수준과 활성도는 거의 연구된 바가 없으며 이러한 연구는 PARP1 억제제를 정상 수복 과정에 있는 세포에 DNA 손상 약제를 병합하여 사용하는 데 있어서 치료의 기준을 어떻게 정할 것인가에 중요할 것으 로 판단되었다[31].

Fig. 3. Immunohistochemistry for poly (ADP-ribose) polymerase 1 (PARP1) in ovary (A) positive cells in normal ovarian surface epithelium, (B) positive cells in serous adenoma, (C) positive cells in serous borderline tumor, and (D) positive cells in serous carcinoma (×400).

A B

C D

(7)

본 연구에서 PRAP1은 정상 난소표피상피와 간질세포에서는 발현이 관찰되지 않았고, 양성 종양의 22.5%, 경계성 종양의 58.3%, 암종의 69.2%에서 발현이 관찰되었으며 병변이 악성 종양으로 진행하면서 통 계학적으로 유의하게 발현 빈도가 증가하는 양상을 보였다. 이러한 결 과로 PARP1의 단백 발현이 난소암의 발생과 진행에 관여하는 것으로 추정할 수 있다. 현재까지 종양에서 PARP1의 단백 발현에 대해서는 뇌 종양과 췌장암을 비롯한 몇몇 종양에서의 연구 결과가 보고되어 있을 뿐 연구 결과는 매우 드물며[32,33], 특히 난소종양에서의 결과는 거의 없다. 최근 Pizem 등[32]은 뇌의 속질모세포종(medulloblastoma)에 대 하여 PARP1에 대한 면역조직화학 염색을 실시하여 연구 대상인 65예 모두에서 PARP1의 발현을 관찰하였으며, 이러한 결과로 PARP1을 치 료에 적용할 수 있을 것이라고 하였고, Piao 등[33]도 췌장암세포를 이 용한 연구에서 이와 유사한 주장을 하였다.

또한, 본 연구에서 BRCA1과 BRCA2 및 PARP1 단백 발현의 상 호 연관성을 분석하여 보았을 때 BRCA1 단백 발현이 감소된 경우에 BRCA2도 동시에 단백 발현의 감소를 보이는 경우의 빈도가 매우 높아 서 BRCA1과 BRCA2는 연관성있게 단백 발현이 일어남을 알 수 있었 고, BRCA1과 BRCA2 단백 발현이 동시에 음성인 경우에 PARP1은 높 은 빈도로 발현이 관찰되어, BRCA1과 BRCA2 단백 발현이 음성이거 나 BRCA1과 BRCA2에 대한 돌연변이가 관찰되는 종양 환자에 대해서 PARP1 억제제가 효과가 있을 것으로 추정된다.

종합하면, 본 연구에서는 난소의 정상 조직과 양성, 경계성 및 악성 종양에서 BRCA1과 BRCA2 및 PARP1의 단백 발현을 면역조직화학적 으로 관찰하고 이들 단백 발현의 연관성도 동시에 관찰하여, 난소종양 이 양성, 경계성, 악성으로 진행함에 따라 BACA1과 BRCA2 단백 발 현은 음성의 빈도가 증가하고 PARP1 단백 발현은 양성의 빈도가 증 가하는 소견이 관찰되었다. 이러한 결과로 비록 단백 발현의 현상만 을 관찰한 연구 결과 이기는 하지만 난소암의 발생에 있어서 BRCA1과 BRCA2 단백 발현의 감소와 PARP1 단백 발현이 관여할 것으로 생각되 며 계속적으로 임상적인 연구가 이루어 진다면 난소암의 치료에 PARP 억제제가 효과적으로 사용될 수 있을 것으로 판단된다.

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(9)

난소종양에서 BRCA1과 BRCA2 및 poly (ADP-ribose) polymerase 1의 면역조직화학적 연구

1성애병원 산부인과, 2중앙대학교 의과대학 병리학교실 최세경1, 조태일1, 이태진2

목적

BRCA1과 BRCA2는 유전성 난소암 증후군과 연관성이 있는 종양억제유전자이며, DNA 손상 시 수복에 관여하여 유전자의 안정성을 유지 하는 데 중요한 역할을 한다. 또한 PARP1과 같은 DNA 수복 관련 단백은 난소암에서 드물게 연구되었다. 이에 본 연구에서는 양성과 경계 성 종양을 포함하여 비유전성 난소암에서 BRCA1과 BRCA2 및 PARP1의 단백 발현을 관찰하여 보고자 한다.

연구방법

10예의 정상 난소, 40예의 양성 종양, 24예의 경계성 종양, 52예의 난소암을 대상으로 이들 예의 파라핀 포매 조직을 이용하여 BRCA1과 BRCA2 및 PARP1에 대한 면역조직화학 염색을 시행하였다.

결과

BRCA1과 BRCA2 단백 발현 음성이 양성 종양의 12.5%와 22.5%, 경계성 종양의 25.0%와 33.3%, 암종의 36.5%와 40.4%에서 관찰되었 다. PARP1의 단백 발현은 양성 종양의 22.5%, 경계성 종양의 58.3%, 암종의 69.2%에서 관찰되었으며, BRCA1과 BRCA2 단백 발현 음성 과 PARP1단백 발현 간에는 유의한 상관성이 있었다.

결론

난소암의 발생에 BRCA1과 BRCA2 단백 발현의 음성과 PARP1 단백 발현이 중요한 역할을 할 것으로 생각한다.

중심단어: BRCA1, BRCA2, PARP1, 난소종양

수치

Table 2. Correlation of protein expression of BRCA1, BRCA2, and poly (ADP‐ribose) polymerase 1 (PARP1) in ovary
Fig. 3. Immunohistochemistry for poly (ADP-ribose) polymerase 1 (PARP1) in ovary (A) positive cells in normal ovarian surface epithelium, (B) positive  cells in serous adenoma, (C) positive cells in serous borderline tumor, and (D) positive cells in serous

참조

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